Een nieuwe studie onder leiding van geologen van de Universiteit van Alberta werpt licht op een fundamenteel mechanisme van hoe de continentale platen van de aarde genezen, met implicaties voor diamantexploratie en het lokaliseren van economisch belangrijke mineralen.

"Cratons zijn de oudste stabiele continentale landmassa's op aarde, en staan ​​algemeen bekend als opslagplaatsen voor diamanten en metalen van economisch belang, " zei Jingao Liu, hoofdauteur en gastwetenschapper bij de afdeling Aard- en Atmosferische Wetenschappen. "Verstoringen van de lithosfeer onder deze cratons kunnen de sleutel zijn tot het hosten van minerale afzettingen van wereldklasse, vooral diamanten en edele metalen zoals platina."

Kratons hebben miljarden jaren overleefd nadat ze over de aarde werden gesleept door tektonische plaatbewegingen, ondergaan een complexe geologische levenscyclus van dunner worden en genezen. Dit is de eerste studie die bewijs levert van het mechanisme dat de lithosfeer onder cratons geneest en geschikte omstandigheden creëert voor de vorming van kostbare mineralen. legde Liu uit.

"We hebben direct bewijs gevonden dat de diepe mantelwortel daar ongeveer 1,3 miljard jaar geleden is vervangen, " zei Liu, een gasthoogleraar van de China University of Geosciences (Beijing), die het onderzoek afrondde met medewerker Graham Pearson, Canada Excellence Research Chair Laureate en Henry Marshall Tory Chair in het Department of Earth and Atmospheric Sciences.

"Deze vervanging van een oudere diepe continentale wortel valt samen met het verschijnen van een gigantische uitstorting van basaltisch magma in deze regio - bekend als de Mackenzie Large Igneous Event, een van de grootste in de geschiedenis van de aarde, "zei Pearson. "Dit evenement produceerde belangrijke doelen voor de mineralisatie van nikkel en platinametaal in het Noordpoolgebied van Canada, en we beginnen nu pas het belang ervan te begrijpen voor zowel de vernietiging als de vorming van diamanten - de eerste via verwijdering van de oude wortel en de laatste door het creëren van een nieuwe dikke lithosferische wortel."

Om dit proces beter te begrijpen, onderzoekers onderzochten monsters die waren uitgebarsten uit diamanthoudend kimberliet in het Canadese Noordpoolgebied, ten oosten van Kugluktuk in Nunavut. Met behulp van simulaties op basis van veldbevindingen, het team toonde aan dat overblijfselen van dit geologische smeltproces opnieuw werden afgezet in de mantel, het opnieuw verdikken van de lithosfeer en het tonen van het eerste stevige bewijs van het mechanisme achter de genezing van een continentale wortel.

"Naast het vergroten van ons begrip van het mechanisme achter recratonisatie, deze bevindingen hebben ook economische betekenis, " legde Liu uit. "We kunnen het gebied van de aangetaste mantelwortel in kaart brengen dat mogelijk minerale afzettingen bevat die verband houden met deze gebeurtenis - inclusief gebieden waar diamanten aanwezig kunnen zijn."

Het onderzoek werd ondersteund door het Geomapping for Energy and Minerals-programma van de Geological Survey of Canada (GSC).

"Deze programma's zijn een enorme hulp voor zowel academici als de industrie, " zei Liu. "Voor dit werk moesten we een zeer wetenschappelijk divers team van onderzoekers samenstellen, waaronder experts in geochemie, geofysica en numerieke geodynamische modellering."

Naast financiering, het SGR verleende ook onderzoeksondersteuning, inclusief werk van co-auteur en seismoloog Andrew Schaeffer.

"Aantonen dat wat we ooit dachten dat oude en ongewijzigde cratons waren, in feite aanzienlijk is herwerkt, is een belangrijke ontdekking. Dit houdt in dat er het potentieel is voor tal van andere dergelijke cratonische regio's die op dezelfde manier zijn veranderd, onder de juiste omstandigheden, "zei Schaeffer. "Bovendien, studies zoals deze zijn van cruciaal belang omdat ze meerdere facetten van geowetenschappen combineren om een ​​veel robuustere interpretatie te maken."

Het onderzoek maakt deel uit van een groot samenwerkingsprogramma tussen de U of A en de China University of Geosciences (Beijing).

"Deze samenwerking dient om de oorsprong en evolutie van de diepe wortels naar continenten te onderzoeken en hun implicaties voor het creëren van de minerale afzettingen die de mensheid nodig heeft, "zei Liu. "Ons doel is om beter te begrijpen hoe deze recratoniseringsgebeurtenissen edele metalen in de aardkorst concentreren, en waar te zoeken naar nieuwe diamantafzettingen."

De studie, "Pluimgedreven recratonisatie van diepe continentale lithosferische mantel, " werd gepubliceerd in Natuur .